ウィートストンブリッジ回路とは？
うぃーとすとんぶりっじかいろ
ウィートストンブリッジ回路とは、4つの抵抗をブリッジ状に接続した回路で、微小な抵抗変化を高精度に検出するために使われます。
ウィートストンブリッジ回路は、4つの抵抗をひし形（ブリッジ）に接続した回路構成で、19世紀にチャールズ・ウィートストンが普及させた計測用回路です。4辺の抵抗値のバランスが崩れると対角に接続した検流計（ガルバノメータ）や電圧計に出力が生じる原理を利用します。
回路の動作原理として、4辺の抵抗をR1、R2、R3、R4とすると、R1×R4＝R2×R3のときブリッジが平衡し出力電圧はゼロになります。いずれかの抵抗が変化すると平衡が崩れ、変化量に比例した電圧差が出力されます。この差分出力の高感度な検出が可能な点が最大の特徴です。
主な応用例を挙げると以下の通りです。
- ひずみゲージ：圧力・荷重・トルクセンサの検出回路
- 温度センサ：白金測温抵抗体（Pt100）の精密温度計測
- ロードセル：電子はかりの重さ検出
- 圧力センサ：MEMS圧力センサの出力回路
現代の計測機器では、4辺のうち1〜4辺をセンサ素子（可変抵抗）に置き換えて使います。特にひずみゲージ式センサでは、温度ドリフトをキャンセルするために4辺すべてにゲージを使う「全ブリッジ」構成が高精度測定で採用されます。産業計測・医療機器・自動車のセンサシステムなど広い分野で基本回路として活用されています。
使い方・例文
電子はかり（ロードセル）内部の圧力センサでは、ひずみゲージをウィートストンブリッジに組み込み、わずかな重量変化を電圧差として精密に検出しています。
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